6.3综合利用化石燃料第二课时教学设计--2026-2027学年八年级化学鲁教版（五四学制）全一册

第三节 综合利用化石燃料（第二课时）教案 鲁教版（五四学制）初中化学 八年级全一册 一、教材分析 本节内容选自鲁教版（五四学制）八年级全一册化学第三节“综合利用化石燃料”第二课时。学生在第一课时已认识化石燃料的形成、组成及燃烧利用。本课时在此基础上引导学生从“直接燃烧”走向“综合利用”，认识煤的干馏、石油的分馏与裂化等加工途径，理解化石燃料不仅是能源，更是宝贵的化工原料。教材联系生产生活实际，渗透资源意识与环保理念，为后续学习有机物及化学与社会发展奠定基础。 二、四维核心素养 化学观念：建立物质组成决定性质、性质决定用途的观念，认识化石燃料综合利用过程中物质转化与能量变化，形成“物质是可以转化的”“物质具有两面性”等基本认识。 科学思维：通过比较煤、石油不同加工方法的原理与产品，发展分类、比较、归纳与证据推理能力，能从变化类型角度区分物理变化与化学变化。 科学探究与实践：围绕“如何综合利用化石燃料”开展查阅资料、小组讨论、案例分析与方案设计，提升信息获取、合作交流与解决实际问题的能力。 科学态度与责任：认识化石燃料的不可再生性，树立节约资源、合理开采、保护环境与可持续发展的社会责任感，初步形成绿色化学与低碳生活的观念。 三、教学重难点 教学重点：认识煤的干馏、石油的分馏与裂化等综合利用途径，了解主要产品及其用途，理解化石燃料作为化工原料的价值。 教学难点：理解分馏是利用混合物中各组分沸点不同进行的物理分离，干馏是隔绝空气加强热使物质发生分解的化学变化，能够从变化本质上区分二者；帮助学生建立从“燃料”到“原料”的认识转变。 四、新课导入 播放一段城市夜景短片：宽阔的马路上车流不息，街道两旁灯火通明，远处化工厂的塔器在夜色中闪烁。教师提问：这些灯光、车辆、工厂运转所依赖的能量从哪里来？学生结合第一课时回答：来自煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧。教师追问：化石燃料除了燃烧放热，还有没有别的用途？随后展示手中的塑料直尺、合成纤维书包和一瓶阿司匹林药片，提问：这些日常用品与石油有什么关系？学生产生疑问和好奇。教师顺势导入：这节课就让我们一起走进化石燃料的综合利用。 五、设计意图 从学生熟悉的城市夜景和日常物品切入，制造“燃烧只能放热”与“石油还能做成塑料、药品”之间的认知冲突，激发探究欲望，自然引入课题。 六、上课过程设计意图 本课时以“如何综合利用化石燃料”为核心驱动性问题，设计五个递进式任务活动。任务一引导学生回顾化石燃料直接燃烧利用的局限，认识单纯燃烧造成资源浪费与环境污染；任务二聚焦煤的综合利用，通过资料阅读与小组讨论，了解煤的干馏原理及焦炭、煤焦油、焦炉气等产品用途；任务三聚焦石油的综合利用，对比分馏与裂化的原理、产品和变化类型，突破物理变化与化学变化的区分难点；任务四联系天然气，认识其作为清洁能源和化工原料的双重价值；任务五展望未来能源，讨论新能源开发与可持续发展。各任务环环相扣，学生在查阅资料、合作交流、归纳表达中主动建构知识，发展化学观念、科学思维、探究实践与社会责任等核心素养。 七、教学过程 任务一：反思直接燃烧——化石燃料“只烧”够不够 教师活动：展示一组对比资料。左侧是“直接燃烧原煤”的图片：浓烟滚滚的锅炉、低矮的烟囱、灰蒙蒙的天空；右侧是“现代化工厂”的图片：洁净的厂区、整齐的管道塔器。教师引导学生结合第一课时所学，思考并回答以下问题：化石燃料直接燃烧主要释放什么能量？燃烧过程中除了热量，还产生了哪些物质？如果把煤或石油仅仅当作“燃料”烧掉，会带来哪些问题？ 学生活动：学生以同桌为小组展开讨论。有学生指出煤直接燃烧会产生烟尘、二氧化硫等，污染空气；有学生补充煤中含有多种宝贵的化学物质，烧掉十分可惜；还有学生从资源角度谈到煤和石油用一点少一点，是亿万年才形成的不可再生资源。教师在学生发言基础上进一步引导：如果把煤直接烧掉，就好比把一本内容丰富的百科全书当柴火烧——虽然也能产生热量，但书中的知识却全部浪费了。化石燃料中蕴含着数百种可以分离和利用的化学物质，它们可以制成塑料、合成纤维、合成橡胶、药品、染料、化肥等，广泛应用于衣、食、住、行各个方面。因此，化石燃料既是重要的能源，又是宝贵的化工原料。如果只把它们当作燃料烧掉，不仅利用率低、污染大，还浪费了其中可以转化为各类化工产品的化学资源。由此引出本课主题：必须对化石燃料进行综合利用。 设计意图：通过直观对比和问题链，让学生体会“直接燃烧”的局限性，从情感和认识上产生“为什么要综合利用”的内在需求，为后续学习煤和石油的加工方法做好铺垫。 任务二：煤的综合利用——“黑色金子”的变身 教师活动：教师讲述：煤被称为“工业的粮食”。我国是煤炭大国，煤的综合利用对国家发展意义重大。发放学习资料卡，上面印有煤的干馏示意图：将煤隔绝空气加强热，在不同温度区间分别导出气态、液态和固态产物。教师提出本任务的核心问题：煤经过干馏后变成了哪些物质？这些物质分别有什么用途？干馏过程中有没有新物质生成？属于什么变化？ 学生活动：学生分组阅读资料卡，结合课前查阅的资料，完成“煤干馏产品档案表”的填写。第一小组汇报固态产物：焦炭质地坚硬、多孔，主要用于冶金工业，是高炉炼铁的重要原料，也可以用来制造水煤气等。第二小组汇报液态产物：煤焦油是一种黑色黏稠液体，成分非常复杂，可以分离出多种重要化工原料，用于制造染料、农药、合成材料和医药等。第三小组汇报气态产物：焦炉气主要成分是氢气和甲烷等，既可以作为气体燃料，也可以作为化工原料。教师引导学生讨论干馏的变化本质：煤在隔绝空气加强热条件下，原本的煤分解生成了焦炭、煤焦油、焦炉气等多种新物质，因此干馏属于化学变化。教师进一步追问：为什么干馏必须强调“隔绝空气”？学生思考后回答：如果不隔绝空气，煤就会在高温下与氧气发生燃烧反应，变成二氧化碳和水，就得不到焦炭、煤焦油等产品了。教师对这一回答给予肯定，并强调反应条件对化学变化结果的重要影响。教师进一步拓展：除了干馏，煤还可以通过气化和液化进行综合利用。煤的气化是把煤转化为可燃性气体，使燃烧更充分、污染更小；煤的液化是把煤转化为液体燃料，缓解石油供应紧张的局面。学生将这两条途径补充到档案表中。教师补充介绍我国煤制油、煤制气的工业发展现状，让学生感受化学技术对国家能源安全的重要意义。 设计意图：以“档案表”为任务支架，让学生在阅读、提取、汇报中自主建构煤的综合利用知识网络，通过追问“有没有新物质生成”渗透化学变化的判断依据，发展证据推理与模型认知素养。 任务三：石油的综合利用——“工业的血液”的分流 教师活动：教师过渡：石油被称为“工业的血液”。我们日常见到的汽油、柴油、煤油都来自石油。那么，石油是怎样变成这些产品的？播放石油分馏塔的动画演示：石油进入分馏塔后，由于塔内温度从下到上逐渐降低，不同沸点的组分在不同高度冷凝流出。教师提出驱动问题：为什么塔底温度高、塔顶温度低就能把石油“分开”？分馏过程中有没有新物质生成？ 学生活动：学生观看动画后小组讨论。有学生结合生活中烧水的经验解释：液体受热变成气体，遇冷又凝结成液体；不同物质变成气体所需的温度不一样，所以可以利用沸点不同把它们分开。教师肯定学生的解释，并引导归纳：石油分馏是利用各组分沸点不同进行分离，过程中没有新物质生成，属于物理变化。学生结合图示梳理分馏的主要产品：塔顶得到石油气，往上依次得到汽油、煤油、柴油，塔底得到重油，可进一步加工成沥青、石蜡等。教师结合生活实例提问：家用罐装液化石油气是从哪里来的？飞机用的航空煤油和汽车用的汽油有什么不同？学生结合刚才所学回答：它们都来自石油分馏塔不同高度的产品，因为沸点不同而分别收集。教师追问：汽油等轻质液体燃料的产量能否满足社会需求？学生结合生活经验回答：汽车越来越多，汽油需求很大，仅靠分馏得到的轻质油不够用。教师顺势介绍石油的裂化：把相对分子质量大、沸点高的长链烃在一定条件下断裂为相对分子质量小、沸点低的短链烃，从而提高汽油等轻质燃料的产量和质量。裂化过程中有新物质生成，属于化学变化。教师用一个通俗比喻帮助学生理解：分馏就像把不同大小的鱼用不同网眼的网分别捞出来，鱼本身没有改变；裂化则像把大鱼切成小鱼段，鱼已经变成了新的东西。教师再介绍石油的催化重整：在催化剂作用下，把直链烃的结构“重新排列”成芳香烃等，用于制取苯、甲苯、二甲苯等重要化工原料。这些化工原料又可以进一步制成塑料、合成纤维、合成橡胶、药品、染料、农药等与日常生活密切相关的产品。教师组织学生完成“石油加工方法对比表”：从加工方法、原理、是否生成新物质、变化类型、主要产品等维度进行对比。学生在表格中清晰地区分：分馏——物理变化——按沸点分离；裂化——化学变化——长链断裂为短链；催化重整——化学变化——分子结构重新调整。教师请学生代表上台展示对比表，其他学生补充完善，教师针对易错点进行强调和纠正。 设计意图：用动画和对比表帮助学生突破“分馏是物理变化、裂化和重整是化学变化”这一难点，通过追问制造认知冲突，让学生在“够不够用”的真实问题中理解裂化的必要性，发展比较、分类与归纳的科学思维。 任务四：天然气的综合利用——清洁能源与化工原料 教师活动：教师提问：除了煤和石油，我们家中使用的管道燃气是什么？学生回答：天然气。教师引导：天然气的主要成分是甲烷。它除了作为清洁燃料燃烧放热，还有哪些综合利用途径？展示资料：天然气不仅用于居民炊事、城市供暖和发电，还可以作为化工原料，用于生产合成氨、甲醇、合成纤维等。教师组织学生开展“天然气小辩论”：正方观点——天然气是最清洁的化石燃料，应大力推广使用；反方观点——天然气仍是化石燃料，大量使用同样会加剧温室效应，应逐步向新能源过渡。 学生活动：学生分成正反两方，结合课前查阅的资料和生活经验展开辩论。正方举出天然气燃烧时产生的烟尘和二氧化硫较少，是替代煤炭的优质过渡能源；反方指出天然气燃烧同样产生二氧化碳，长期大量使用仍不能从根本上解决环境问题。还有学生从资源角度补充：天然气也是不可再生资源，用完就没有了，所以不能无节制地开采和使用。教师在辩论后小结：天然气是相对清洁的化石燃料，在能源转型阶段具有重要作用；但从长远看，人类仍需开发太阳能、风能、氢能等新能源。同时，将天然气作为化工原料用于生产合成氨、甲醇等产品，也是对其综合利用的重要方面。 设计意图：通过小辩论让学生在观点交锋中辩证地认识天然气的价值与局限，避免非此即彼的简单化认识，培养科学态度与辩证思维。 任务五：展望未来——化石燃料之后我们怎么办 教师活动：教师展示一组数据和图片：据测算，已探明的煤炭、石油、天然气储量按当前开采速度只可供人类使用有限的年头。教师提出开放性任务：假如你是一名能源规划师，请为未来城市设计一份“后化石燃料时代”的能源蓝图，包括可利用的新能源种类、在交通、建筑、工业等领域的应用设想，以及推广这些新能源可能遇到的困难。 学生活动：学生以小组为单位绘制能源蓝图草图，并派代表进行展示交流。有的小组提出在建筑屋顶铺设太阳能电池板，在郊区建设风力发电场；有的小组设想用氢能驱动公共汽车和出租车；还有的小组谈到电池储能技术和智能电网。在交流中，学生也提到新能源面临的挑战：太阳能和风能受天气影响大、不稳定，氢能储存和运输困难，新能源汽车的充电设施还不完善等。教师进一步引导：新能源的开发离不开化学科学的进步。例如，如何提高太阳能电池的转换效率？如何安全地储存氢气？如何制造容量更大、寿命更长的电池？这些问题都需要未来的化学学习者去探索和解决。教师肯定学生的设想，并引导他们认识到：开发新能源既是化学科学的重要任务，也是每个人可以参与的社会责任。节约每一度电、每一滴水，绿色出行、垃圾分类，都是在为可持续发展贡献力量。教师还特别强调，在新能源大规模推广之前，对现有化石燃料进行综合利用、提高利用效率、减少污染排放，同样是过渡阶段不可或缺的重要工作。 设计意图：以“能源规划师”角色任务驱动学生综合运用所学，将化学知识与社会发展、个人责任相连接，升华科学态度与责任素养，实现从知识学习到价值引领的跨越。 课堂小结 教师活动：教师引导学生回顾本课所学，用思维导图的形式在黑板上呈现知识脉络：化石燃料包括煤、石油、天然气；煤通过干馏、气化、液化实现综合利用；石油通过分馏、裂化、催化重整得到多种产品；天然气既是清洁燃料又是化工原料；化石燃料是不可再生资源，必须综合利用并积极开发新能源。 学生活动：学生跟随教师的板书梳理知识，在自己的笔记本上完善思维导图，并提出仍然存在疑问的地方，师生共同解答。有学生提问：干馏和分馏都是对混合物进行加热处理，为什么一个是化学变化、一个是物理变化？教师引导全班共同回答：关键看加热过程中有没有新物质生成。干馏隔绝空气加强热使煤分解，产生了焦炭、煤焦油等新物质，所以是化学变化；分馏只是利用沸点不同把石油中原本就存在的各组分分开，没有新物质生成，所以是物理变化。通过这一问答，全班再次巩固了两个核心概念的区别。 课后任务 任务内容：请学生课后调查家庭一周内使用的能源种类，记录哪些来自化石燃料、哪些可能来自新能源；并以“我家的能源小账本”为题写一段调查感受，提出一到两条家庭节能建议。下节课进行交流分享。 八、板书设计 第三节 综合利用化石燃料（第二课时） 一、为什么要综合利用 直接燃烧：利用率低、污染大、浪费资源 综合利用：燃料 + 化工原料 二、煤的综合利用——工业的粮食 干馏（隔绝空气强热，化学变化）→ 焦炭、煤焦油、焦炉气 气化 → 可燃性气体 液化 → 液体燃料 三、石油的综合利用——工业的血液 分馏（按沸点分离，物理变化）→ 石油气、汽油、煤油、柴油、重油 裂化（长链变短链，化学变化）→ 提高汽油产量 催化重整（结构调整，化学变化）→ 芳香烃等化工原料 四、天然气——清洁燃料与化工原料 五、可持续发展：节约资源 + 开发新能源 学科网（北京）股份有限公司 $